[发明专利]一种用于植物工厂的无人生产作业系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于植物工厂的无人生产作业系统。无人生产作业系统至少包含：培育架，通过多层空架设置以实现多品种或多数量植物栽培；植物生长供给装置，包含给光区和营养供给区，其中，给光区设置于每层空架顶部以向植物提供光照，营养供给区以水培或雾培的方式向植物提供营养成分。

技术领域

本发明涉及植物机械技术领域，尤其涉及一种用于植物工厂的无人生产作业方法及系统。

背景技术

植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来.按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。

随着高效智能的植物工厂的发展，半封闭室内环境的植物工厂内部的监控变得重要，由于植物在工厂内部的生长变化会伴随内部环境变化，因此对于植物的生长环境和生长状态的监控对于产量管控变得非常重要。

公开号为CN107368111B的中国专利公开一种基于植物光周期交错设置维持植物工厂中氧气和二氧化碳浓度稳定的方法，主要针对解决植物工厂和密闭生态系统中氧气和二氧化碳气体不平衡的问题。利用植物工厂中不同植物对光周期需求的差异性，交错设置不同植物的光周期，统计各种植物光合速率和呼吸速率，通过线性规划的方法，即可自动交错设置植物工厂内各种植物的光周期，使内部氧气和二氧化碳浓度在最短的时间内恢复均衡；能够根据不同光周期及不同植物生长期下的氧气和二氧化碳释放量保障植物工厂内二氧化碳和氧气的自平衡。上述专利提供了一种环境监控系统，该系统仅能够针对植物所需二氧化碳和氧气进行环境光周期调节，无法针对植物的具体状态进行精细调节，而植物的产量仅仅通过二氧化碳和氧气的调节无法做到预测和控制。

公开号为CN108184475B的中国专利涉及一种植物工厂的光照系统，系统包括：光照驱动组件，用于控制光照元件网络根据植物工厂中各种植区域种植的植物类型分区域提供有助相应类型的植物生长的可控光照；第一限制性信息获取模块，用于获取第一限制性信息；第二限制性信息分析模块，用于获取第二限制性信息；第三限制性信息获取模块，用于获取第三限制性信息；控制模块，用于根据采集的第一、第二限制性信息而调整植物工厂中相应种植区域的光照方案并同步调整植物工厂中相应种植区域的养料供应方案，使得生长在植物工厂中的植物类型的植物的生产速率与第一限制性信息和第三限制性信息的关系被优化。进一步地，基于植物的光合作用的要求，上述专利能够通过营养供应进行光照条件的及时调节，但对于光照调节中的信息获取依然存在缺陷，尤其是在及时反馈植物状态从而进行光照调节方面。

基于现有技术中，植物生长状态与植物给光方案的分离监控，本发明将植物生长状态和植物给光方案相结合，通过实时监控植物生长状态以确定当前的给光方案是否适用于植物生长，从而为植物产量的预测提供最优的数据和环境。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种用于植物工厂的无人生产作业系统。无人生产作业系统至少包含：培育架，通过多层空架设置以实现多品种或多数量植物栽培；植物生长供给装置，包含给光区和营养供给区，其中，给光区设置于每层空架顶部以向植物提供光照，营养供给区包含设置于每层空架的营养循环管路，营养循环管路以水培或雾培的方式向每层空架的植物提供植物所需营养成分。